基于綜合環境效益的礦山復墾規劃研究

劉寶臣，張炳暉，趙艷林，黃英娣，向志坤，曾 容

(桂林理工大學土木與建筑工程學院，廣西 桂林 541004)

礦業開發中的土地復墾問題與國民經濟的可持續發展關系密切，近年來越來越受到國家的重視。礦山土地復墾就是恢復因采礦等破壞或影響的土地的生產力和經濟利用價值，將其改造成為符合經濟、社會、生態效益要求的，并與周圍環境保持協調發展的活動[1]。礦山特別是露天開采的在開發過程中和開發后都會對當地環境產生永久性的破壞或改變，為了維護當地的生態環境和生態可持續發展，在礦山土地復墾中應當盡量恢復原來的生態和生物結構，改良生態壞境中不合理和不利的因素，使復墾后的環境恢復到原來的水平甚至更好。目前，我國實際進行土地復墾的面積不足廢棄地總量的10%，土地復墾的潛力很大[2]。相關從業者應努力從我國的實際情況出發，找到一條適合發展中國家礦業廢棄地的復墾之路[3]。我國的土地整體目標目前過分強調增加土地數量，缺乏改善農地耕作條件和提高土地質量這方面的硬指標[4]，在實際工作中，我們進行礦山土地復墾規劃不應只針對土地、環境、生態問題，而應綜合考慮這些問題并與當地社會環境及經濟文化發展總體目標協調進行，只有這樣才更有利于礦山的合理開發和利用。

1 復墾規劃原則和依據

1.1 復墾規劃的原則

根據礦山開采對環境影響的具體特點，堅持源頭控制、預防與復墾相結合，統一規劃、統籌安排、因地制宜、優先用于農業的治理原則。具體原則如下:①符合各級土地利用規劃和國家土地政策、法律;②堅持“邊生產、邊復墾”，以恢復生態環境為主，盡量恢復原來的土地結構和土壤質量;③復墾方法要正確合理，因地制宜，以復土歸原為主、復土他用為輔，具有明確的針對性和可操作性，應盡量避免對環境造成二次破壞;④統籌兼顧生態效益、經濟效益和社會效益，追求綜合效益最大化。

1.2 復墾規劃的依據

為合理、有效地進行土地復墾，我國進行了多年的探索和實踐，制定了一系列符合國情的有關土地復墾的法律法規、技術標準，如土地管理法、土地復墾規定、土地復墾技術標準、水土保持法等，制定土地復墾規劃應遵循和依據這些法律法規。

2 充分考慮綜合效益的復墾規劃實例分析

2.1 礦區地理及地質概況

礦區位于北部灣凹陷合浦盆地東南邊緣，地勢低緩，屬山前盆地殘丘—準平原區，地貌景觀為剝蝕殘丘、剝蝕殘積丘及沖積洼地。地貌類型簡單，無大的地表水系，地表水總體由南東流向北西。礦區內溪流短小且大部分為季節性的，冬季一般無水。礦區絕大部分被第四系沖積層覆蓋，土層疏松深厚，有機磷、速效磷、速效鉀含量較高，適宜林果種植。土壤類型主要有砂質黏土、含砂黏土等。開采區占用的土地類型有耕地、林地、園地等。礦區內植被繁茂，以人工植被為主，物種多樣性差，質量不高。

礦區內上覆巖層主要為第四系全新統沖積層、花崗巖風化殘坡積層、花崗巖全風化土構成，局部有半風化花崗巖和高鐵高嶺土蓋層，下伏基巖為下志留統連灘組泥質粉砂巖、粉砂巖、泥巖夾細砂巖及加里東晚期侵入的花崗巖。礦體為砂質高嶺土礦，賦存于加里東晚期鉀長花崗巖風化殼內。

2.2 土地利用現狀

擬申請采礦權礦區面積為7.499km2，礦區內的土地類型主要有耕地、林地、荒坡草地、園地、居民地(點)等。采礦區土地利用狀況見表1。

2.3 土地破壞預測分析

設計開采的礦體屬緩傾斜厚大礦體，所處位置地勢平緩，礦床工程地質條件、水文地質條件比較簡單。礦區南北兩部分為剝蝕丘陵地貌，其間所夾為剝蝕殘丘、殘坡及稻田分布區，地形起伏不大，風化殘積型高嶺土礦體埋藏較淺，最低估算標高為2m。本礦山為露天凹陷式開采、公路運輸，對土地的主要破壞形式是挖損和壓占，挖損主要是礦體開挖時對土地的破壞，壓占主要包括礦區建設、道路建設和尾礦庫建設占用的土地。

表1 采礦區土地利用狀況

2.4 復墾規劃

土地復墾和生態修復是礦山環境保護和綜合治理的最有效途徑，通過工程、生物及其他措施來恢復和提高生態系統的功能，逐步實現礦區的可持續發展。依據該礦區自然環境條件及當地社會經濟發展情況，結合該項目特征和礦山實際，按照經濟可行、技術科學合理、綜合效益最佳和便于操作的要求，采取措施使受破壞的土地得到迅速恢復，實現采礦與土地復墾、生態重建的一體化。

2.4.1 對挖損破壞土地的復墾

采用分期開采逐期回填方式以減少對耕地的破壞，并采用內排土開采方式，即將采礦區表層的剝離物回填到采空區，邊剝邊填。根據當地的土地利用狀況，通過回填、平整形成的土地適宜恢復為水田、旱地。復墾后地面高程與原始地貌基本相同，排灌系統配套后可優先恢復為水田。為了預防土層失穩等災害發生，應對回填土逐層壓實。回填過程中，要求將腐殖土回填在上部，用推土機推平，并對表層耕作土采取生物等措施進行改良，使回填土的物理結構和化學指標與原土壤接近，并在短期內達到高產土地的肥力。復墾時的工序:①先將礦坑用礦場的剝離土或尾礦庫土分層回填并壓實，回填松散系數1.2;②把表面推平;③把原表層耕作土運回鋪在表面，恢復耕作，種植農作物。對坡度大于 24°的永久性邊坡種植草皮進行防護，15°～24°坡地可以恢復為林地，種植桉樹、甘蔗，有利于保水保土、減少水土流失。

2.4.2 對尾礦庫壓占土地的復墾及礦坑改造

選礦廠西側建有一座尾礦庫，用于存放采礦頭兩年產生的尾礦。從第三年開始將尾礦直接運到采空區回填，既填平了礦坑、處理了尾礦，又減輕了尾礦對環境的污染及其對土地的占用。尾礦以石英砂為主，透水性較好，可回填于露天采坑底部，待回填高度達到設定高程后再覆耕植土，耕植土層厚度不宜少于30cm。在采空部位，因回填土較厚，為防止發生不均勻沉降、漏水等，一定要逐層(一般層厚以不超過1m為宜)碾平、壓實。回填時應重視并有意識地形成新的土壤剖面，一般情況下，把對植物生長不利的粗粒廢石置于下部，細粒表土放在上部，最后覆蓋耕植土。開采后期尾礦庫的治理主要是平整和覆蓋、種植，對于主要是石英砂的尾礦，將尾礦推平壓實后再用耕植土覆蓋，即可形成穩固的植物生長層。對于高程較高的尾礦庫平整后可恢復為旱地，種植甘蔗、桉樹、木薯等旱地作物。開采后期形成的礦坑因缺乏填土可以修建為水塘，用作整個復墾區水田、旱地、林地的灌溉水源，也可起到防洪排澇作用。水塘設計水深為3 m，適合開展網箱養魚、養蝦等，以形成多層次和多空間的生態經濟園區。礦區水源以大氣降水和地下水為直接充水，水庫水為間接充水(旺盛江水庫位于礦區東南邊)，其中以大氣降水為主，適宜進行水產養殖。

2.4.3 環境治理

設計采取了分區、分段開采，可將剝離的覆蓋層和不可利用的尾礦回填采空區，尾礦的主要成分為石英砂，沒有重金屬等有害物質，可直接用于采空區回填。采空區回填、平整后，對于不同用途的土地，采取不同的有針對性的措施進行土壤改良，采取適宜的生物技術措施使其恢復種植能力，從而可達到一定的生態和經濟效益。對礦坑生產排水引起的周圍地下水位下降、水源枯竭等問題，可通過引用旺盛江水庫水解決。旺盛江水庫位于礦區東南角，水質清澈，供水距離只有3000m，供水費用低，水量大。采礦設計容許邊坡角為28°，經分條法演算得出安全系數為1.43，滿足工程邊坡安全需要，為防止水土污染和崩塌、泥石流等災害的發生，設置環形排水溝，植草種樹護坡。植被恢復應在調研的基礎上，對土壤的物化、生化性質進行分析，查明土壤的 p H值、含水量、通氣性、氮素及溫度等，進而選擇樹種。樹種的選擇是植被恢復中最為關鍵的一環，應該遵循下列原則:①生長快、適應性強、抗逆性好;②優先選擇固氮樹種;③盡量選擇當地優良的鄉土樹種和先鋒樹種，也可以引進外來速生樹種;④選擇樹種時要考慮其經濟價值，更要考慮其生態功能。

3 規劃方案實施后的效益

3.1 生態效益

全礦區(包括采空區、臨時排土場、尾礦庫)土地復墾后，土地類別主要為水田，其次為旱地及水塘，旱地以植樹、種草為主。形成了包括水田、水塘、緩坡樹林的環境，有利于空氣、土地質量及水質的提高，這樣的環境可基本維持原來的生態平衡，適宜人、動物的活動及植物的生長。

3.2 經濟效益

本礦區土地全部復墾后，可獲得水田 6.777hm2、林地61.466hm2、旱地 7.951hm2、果園 28.036hm2、養殖水面3.350hm2;水田年均可獲益14.638萬元、旱地15.504萬元、林地92.199萬元、果園 42.054萬元、養殖 5.930萬元，復墾區總的年效益將達到170.325萬元，經濟效益十分顯著。

3.3 社會效益

礦山的土地復墾營造了大片農業用地，實現了農業生產可持續發展，緩解了礦山用地和農業用地的緊張狀況，密切了用地群眾、當地政府和礦山開采單位三者的關系;基本消除了由于礦山開采帶來的環境、地質方面的影響，使周圍的群眾能夠正常的生產、生活;為地質環境相似的礦山開展復墾工作提供理論指導和示范模式，宣傳了生態環境保護。

4 結論及建議

通過復墾規劃可以看出，復墾規劃文件統籌安排了礦區各個部分土地的功能和與開采相結合的復墾計劃。復墾時從采礦的第三年開始采用內排土方式，既減少了尾礦壓占的土地，又為復墾提供了土源，可以大量減少復墾費用。復墾規劃既可以恢復當地的生態環境，又可以在礦山開采完畢后實現農業經濟的可持續發展，可為當地的生態環境恢復和經濟可持續發展作出一定的貢獻。但在實際操作中也發現一些難點，為此提出如下幾點意見供參考:

(1)建議國土部門把復墾規劃文件作為礦權申請和礦山建設的必要文件，作為礦山復墾的綱領性文件，其作用和城市規劃類似。

(2)從復墾規劃設計可以看出，復墾規劃可以統籌安排各項復墾工作，能夠產生較大的經濟效益和環境效益。但是其中不足的是，單個礦區的面積往往較小，不利于統籌安排，建議把區域土地整理和礦山復墾規劃以及農業經濟結構設計相結合，統籌安排形成復合型工農業經濟園區。

(3)復墾規劃既要考慮到當地的地理地質環境，也要考慮經濟狀況，最好是既能充分恢復自然生態結構和生態環境，又能給當地經濟作出貢獻，從而減輕廠礦企業的復墾經濟負擔，恢復或營造更好的生態環境，造福當地居民。

[1]唐春，李波.礦山地質災害防治與土地復墾[J].中國水土保持，2007(2):25-27.

[2]顧寧博.中國礦區土地復墾的立法研究[D].北京:中國地質大學，2007.

[3]束文圣，張志權，藍崇鈺.中國礦業廢棄地的復墾對策研究(Ⅰ )[J].生態科學，2000，19(2):24-29.

[4]陳建設，韓武波.中國土地開發整理戰略重點的新定位[J].中國土地科學，2005，19(1):30-33.